Содержание
Введение 6
1 Состояние вопроса сварки валов газотурбинных двигателей 7
1.1 Описание свариваемого вала 7
1.2 Анализ свойств материала конструкции 7
1.3 Базовый технологический процесс сварки вала 9
1.4 Варианты устранения недостатков сварки вала газотурбинного двигателя 12
1.5 Задачи работы 15
2 Разработка технологического процесса сварки вала газотурбинного двигателя
2.1 Анализ возможных вариантов сварки 16
2.2 Проектный технологический процесс сборки и сварки 20
3 Безопасность и экологичность проектного технологического процесса 22
3.1 Технологическая характеристика объекта 22
3.2 Систематизация профессиональных рисков 23
3.3 Методы и средства снижения профессиональных рисков 25
3.4 Обеспечение пожарной безопасности на производственном участке 27
3.5 Экологическая безопасность разработанного технического объекта 29
4 Расчет экономических параметров предлагаемой технологии 32
4.1 Вводная информация для расчета 32
4.2 Расчёт фонда времени работы оборудования 34
4.3 Расчёт штучного времени 35
4.4 Определение заводской себестоимости применяемого и предлагаемого
вариантов 37
4.5 Определение капитальных затрат 42
4.6 Показатели экономической эффективности 45
Заключение 49
Список используемых источников и литературы 50
Газотурбинные двигатели нашли широкое распространение в авиации. В отличие от поршневого двигателя забор атмосферного воздуха, операция его сжатия и горение топлива разделены в пространстве и происходят одновременно.
Вал двигателя является ответственной деталью. К нему крепятся лопатки компрессора и лопатки выпускного тракта. «Валы работают при высоких оборотах, повышенных температурах, передают значительные крутящие моменты, подвержены высокочастотным колебаниям. При этом они должны иметь минимальную массу и высокую надежность в работе. Валы воспринимают значительные перепады силовых и температурных нагрузок при различных режимах эксплуатации ГТД» [5].
Поскольку к валу крепятся лопатки компрессора, и лопатки горячего тракта технологически проще изготовить вал из двух частей. В связи с этим актуальным остаётся вопрос поиска оптимального варианта соединения.
В настоящий момент при соединении двух частей вала применяется процесс электронно-лучевой сварки. Данная технология характеризуется высокой производительностью работ и высоким качеством. Однако данному технологическому процессу сопутствует такой негативный фактор, как необходимость точного наведения луча на свариваемые кромки. Дело в том, что при электронно-лучевой сварке точность сборки должна быть достаточно высокой. Поскольку электронный луч сконцентрирован на небольшой площади, даже незначительные отклонения его от оси шва могут привести к непровару. Для устранения указанного недостатка необходимо внедрить в производство современные достижения сварочных технологий в области электронно-лучевой сварки. Таким образом, цель работы - повышение качества при сварке вала газотурбинного двигателя.
В настоящем курсовом проекте поставлена цель - повышение качества при сварке вала газотурбинного двигателя.
Применяемая в настоящее время технология электронно-лучевой сварки обладает таким отрицательным показателям как необходимость точного наведения луча на стык. По результатам анализа применяемого технологического процесса сформулированы задачи работы: произвести анализ способов сварки для соединения деталей вала; выбрать оборудование для сварки; разработать технологический процесс для проектного варианта.
В рамках решения первой задачи на основании анализа источников научно-технической информации построение проектной технологии сварки предложено выполнять с использованием электронно-лучевой сварки, но применить устройство для стабилизации положения луча.
При решении второй задачи предложено применить для стабилизации луча установку «Прогноз».
При решении третьей задачи составлена проектная технология сварки вала газотурбинного двигателя, предусматривающая выполнение следующих операций: контроль свойств металла заготовки, механическую обработку, контрольные входного контроля, подготовка кромок, сборка, вакуумирование камеры, сварка, контрольные итогового контроля.
Задачи выполнены, цель достигнута.
